版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
光纤通信非线性补偿的文献综述PAGE1光通信系统中非线性补偿算法的综述摘要:文章第一部分首先引出本文所要讲述的主要的光纤通信系统:相干光正交频分复用系统(CO-OFDM)、波分复用系统(WDM),然后对二者当中存在的各种干扰以及各自的优点进行分析,最后根据分析结果得出:非线性损伤是亟待解决的主流问题。第二部分针对这两种系统当中的非线性损伤的补偿问题介绍一下国内外的研究现状。第三部分根据国内外对非线性损伤的补偿的研究现状做出大胆的预测,并预测未来光通信系统的发展趋势。关键词:CO-OFDM;WDM;非线性损伤;补偿算法;Abstract:Thefirstpartofthearticalleadstoaboutthemainopticalfibercommunicationsystems:coherentopticalorthogonalfrequencydivisionmultiplexing(CO-OFDM),wavelengthdivisionmultiplexingsystem(WDM),andthenanalyzevariouskindsofinterferenceandtheirrespectiveadvantagesexistentinthetwosystems.,atlastknowthatnonlineardamageisamainstreamproblemtobesolved.Thesecondpartoftheissueintroducedtheresearchaboutthenonlinearcompensationforthesetwosystems.Thethirdpartofthearticalmakeaboldpredictionaboutthenonlinearcompensationandforecastthedevelopmenttrendoffutureopticalcommunicationsystems.Keywords:CO-OFDM;WDM;nonlineardamage;compensationalgorithm;一前沿当前,人们对通信容量的需求急剧增加,光纤通信技术以其超高速、大容量、长距离、高抗电磁干扰性和低成本等无可比拟的优点,成为解决骨干网络容量压力的最佳选择。由于目前商用的光传输系统主要是以10Gbit/s为主的波分复用(MavelengthDivisionMultiplexing,WDM)系统[1],为了提高波分复用(WDM)长距离光纤传输系统的容量,可以通过三种途径来处理:(1)增加波长通道数,减小信道间隔;(2)扩展新的频带;(3)提高单信道信号速率。目前在一些大容量WDM链路上,传输容量已经达到Tbit/s,如果想采用上述技术继续扩容就会产生很多限制因素:首先继续增加波长通道数,增加频谱效率,会使得通道间隔变窄,从而使光纤非线性效应尤其是信道间的串扰的抑制变得更加困难,同时对信道的复用/解复用器的要求也更加严格;其次,目前波长已应用了C和L波段,继续扩展新的频带来增加信道数量,将会向S、xL波段进而全波段发展,但相应波段的光放大器还不成熟。所以如果要继续提高系统的传输容量和带宽,就必须提高单信道传输速率,即将单信道速率从目前10Gbit/s提高至40Gbit/s甚至100Gbit/s,产生单信道高速光传输系统。但是随着单信道传输速率的大幅度提高,传统的强度调制/直接检测(IM/DD)系统面临着许多极限性的挑战:难度极大的色度色散(CD)以及色散斜率的补偿和管理;随机性的偏振模色散(PMD),PMD极大的限制着系统的容量和传输距离,并被认为将是高码率IM/DD传输的最终限制因素[2]。文献研究表明,当光纤传输系统速率达到40Gbit/s及以上时,光纤的非线性损伤成为抑制系统传输性能的最主要因素之一[3]。光纤中的非线性效应包括:受激非弹性散射(包括受激布里渊散射和受激喇曼散射)、非线性折射率(Kerr)效应。光Kerr效应包括自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)和四波混频(FWM)等[4]。最近,无线通信领域中成熟的正交频分复用(OFDM)技术成为高速光传输中的一个研究热点。相干光正交频分复用(CO-OFDM)由于使用的数百个子载波均采用高阶调制格式,其频谱效率高,并对光纤色散和偏振模色散具有很好的偿。其次,目前对于如何解决高速传输链路中的残余色散问题,尚未达成共识,也没有成熟的解决方案[70]。所以残余色散对非线性损伤的抑制作用是一个值得深思的东西,将来势必引起巨大的关注。另外值得注意的是电均衡技术可以同时补偿链路残余色散和光纤非线性,也势必受到较多关注。由于在电域对信号进行处理,具有灵活方便的优势。基于DSP技术的相干检测系统可提高系统灵敏度和谱效率,并且具有强大的电信号处理能力,为电均衡技术的发展和应用提供了新平台,成为近来的研究热点。最后,WDM系统是目前商用的主要系统,随着业务流的日益增多以及人们要求的不断调高,现有的WDM系统已经越来越不适应现实生活的需要,更大容量的系统将会应运而生。但是,只能在现有的通信网络的基础之上进行升级才能够保证更好的性价比,所以OFDM这种调制格式在WDM系统当中的应用已经成为了势不可挡的趋势。结合之后的OFDM-WDM系统的通信容量将会得到飞速的提升,并且频谱利用效率也会得到很大的改善。但是,由于系统当中的通道内、通道间的非线性损伤与以前纯净的系统相比只会有过之而无不及,所以对该系统信道内外非线性损伤的补偿算法的研究将会受到越来越多的关注。参考文献:[1]李炉焦.高速光传输中调制格式的关键技术研究.北京邮电大学大学,2011年11月[2]刘学君.CO-OFDM的关键技术及非线性损伤的研究.北京邮电大学大学,2011年11月[3]顾碗仪.WDM超长距离光传输技术,北京邮电大学出版社.2006.[4]GovindP.Agrawal.非线性光纤光学原理及应用.电子工业出版社.2002.[5]W.Shieh,andC.Athaudage,“Coherentopticalorthogonalfrequencydivisionmultiplexing,”Electron.Lett.42(10),587–588(2006).[6]A.Lowery,L.Du,andJ.Armstrong,“PerformanceofopticalOFDMinultra-long-haulWDMlightwavesystems,”J.LightwaveTechnol.25(1),131–138(2007).[7]J.Armstrong,“OFDMforopticalcommunications,”J.LightwaveTechnol.27(3),189–204(2009).[8]A.Sano,E.Yamada,H.Masuda,E.Yamazaki,T.Kobayashi,E.Yoshida,Y.Miyamoto,R.Kudo,K.Ishihara,andY.Takatori,“No-guard-intervalcoherentopticalODFMfor100-Gb/slong-haulWDMtransmission,”J.LightwaveTechnol.27(16),3705–3713(2009).[9]S.Jasen,I.Morita,T.Schenk,andH.Tanaka,“121.9-Gb/sPDM-OFDMtransmissionwith2-b/s/Hzspectralefficiencyover1000kmofSSMF,”J.LightwaveTechnol.27(3),177–188(2009).[10]HwanSeokChung,SunHyokChang,andKwangjoonKim,“CompandingtransformbasedSPMcompensationincoherentopticalOFDMtransmission,”OPTICSEXPRESS.Vol.19,No.26.12December2011.[11]N.TakachioandK.Iwashita,BCompensationoffiberdispersioninopticalheterodynedetection,[Electron.Lett.,vol.24,no.2,pp.759–760,Jan.1988.[12]S.Boehm,K.Schumacher,D.Goelz,andP.Meissner,“BPMDcompensationwithcoherentreceptionanddigitalsignalprocessing,”inProc.LasersElectro-Opt.CLEO,2007,pp.1–2,JTuA132.[13]A.T.Erdogan,A.Demir,andT.M.Oktem,“BAutomaticPMDcompensationbyunsupervisedpolarizationdiversitycombiningcoherentreceivers,”J.Lightw.Technol.,vol.26,no.13,pp.1823-1834,Jul.2008.[14]N.S.Bergano,“Wavelengthdivisionmultiplexinginlong-haultransoceanictransmissionsystems,”J.Lightw.Technol.,vol.23,no.12,pp.4125–4139,Dec.2005.[15]T.LiandI.Kaminow,Eds,“OpticalFiberTelecommunieationsIVB,”SanDiego,CA:Aeademie,2002,ch.13.[16]MosheNazarathy,JaeobKllurgin,RakefetWidenfeld,YehudaMeiman,PakCho,ReinholdNoe,IsaacShPantzerandVadimKaragodsk,“phased-arraycancellationofnonlinearFWMincoherentOFDMdispersivemulti-spanLinks,”OPTICSEXPRESS,Vol.16,No.20,29SePtember2008,PP.15777-15810[17]A.J.Lowery,S.Wang,andM.Premaratne,“CalculationofPowerlimitduetoFibernonlinearityinopticalOFDMsystems,”OPTICSEXPRESS,Vol.15,2007,PP.13282-13287[18]BernhardGoebel,BertramFesl,Leonardo,D.Coelho,andNorbertHanik,“OntheEffectofFWMinCoherentOpticalOFDMSystems,”OFC2008,2008.[19]MosheNazarathy,JacobKhurgin,RakefetWidenfeld,YehudaMeiman,PakCho,ReinholdNoeandIsaacShPantzer,“TheFWMImpairmentinCoherentOFDMCompoundsonaPhased-ArrayBasisoverDispersiveMultiSpanLinks,”CoherentOpticalTechnologiesandApplieationsCOTA(2008),2008,CWA4.[20]RongqingHui,“XPMandFWMinOFDMopticalsystems,”LasersandElectro-OpticsSociety,Vol.l,2001,pp.281-282.[21]M.Nazarathy,J.Khurgin,R.Weidenfeld,Y.Meiman,P.Cho,R.Noe,I.Shpantzer,andV.Karagodsky,“Phased-arraycancellationofnonlinearFWMincoherentOFDMdispersivemulti-spanlinks,”Opt.Express.16(20),15777-15810(2008).[22]Y.Benlachtar,G.Gavioli,V.Mikhailovetal,“ExperimentalinvestigationofSPMinlong-hauldirect-detectionOFDMsystems,”OPTICSEXPRESS,VOL.16,No.20,2008,PP.15477-1548[23]WenboQiu,Songyu,JieZhang,JingShen,WeilinLi,GongGuo,andWanyiGu,“TheNonlinearImpairmentsDuetotheDataCorrelationAmongSubearrersinCoherentOpticalOFDMSystems,”JounaloflightwaveTechnology,Vol.27,No.23,DECEMBER2009,PP.5321-5326.[24]C.H.LuandK.M.Feng,“ReductionofhighPAPReffectwithFECenhanceddeepdataclippingratioinanopticalOFDMsystem,”inIEEELEOSmeetingThEE1(2007).[25]O.Bulakc,M.Schuster,C.A.Bunge,andB.Spinnler,“PrecodingbasedPAPRreductionforopticalOFDMdemonstratedoncompatibleSSBmodulationwithdirectdetection,”inOFC/NFOEC2008JThA56(2008).[26]A.Alavi,C.Tellambura,andI.Fair,“PAPRreductionofOFDMsignalsusingpartialtransmitsequences:anoptimalapproachusingspheredecoding,”Commun.Lett.9(11),982–984(2005).[27]R.W.Bäuml,R.F.H.Fischer,andJ.B.Huber,“Reducingthepeak-to-averagepowerratioofmulticarriermodulationbyselectedmapping,”Electron.Lett.32(22),2056–2057(1996).[28]Z.Dong,Z.Cao,J.Lu,Y.Li,L.Chen,andS.Wen,“TransmissionperformanceofopticalOFDMsignalswithlowpeak-to-averagepowerratiobyaphasemodulator,”Opt.Commun.282(21),4194–4197(2009).[29]HwanSeokChung,SunHyokChang,andKwangjoonKim,“CompandingtransformbasedSPMcompensationincoherentopticalOFDMtransmission,”OPTICSEXPRESS,VOL.19,No.26,12DECEMBER2011.[30]O.Bulakc,M.Schuster,C.A.Bunge,andB.Spinnler,“PrecodingbasedPAPRreductionforopticalOFDMdemonstratedoncompatibleSSBmodulationwithdirectdetection,”inOFC/NFOEC2008JThA56(2008).[31]XiChen,AnLi,GuanjunGao,andWilliamShieh,“Experimentaldemonstrationofimprovedfibernonlinearitytoleranceforunique-wordDFT-spreadOFDMsystems,”OPTICSEXPRESS,Vol.19,No.27,19December2011.[32]J.Gordon,andL.Mollenauer,“Phasenoiseinphotoniccommunicationssystemsusinglinearamplifiers,”Opt.Lett.15(23),1351–1353(1990).[33]XianmingZhu1,andShivaKumar,“NonlinearphasenoiseincoherentopticalOFDMtransmissionsystems,”OPTICSEXPRESS,Vol.18,No.7,29March2010.[34]LiangB.DuandArthurJ.Lowery,“Improvedsinglechannelbackpropagationforintra-channelfibernonlinearitycompensationinlong-haulopticalcommunicationsystems,”OPTICSEXPRESS,Vol.18,No.16,2August2010[35]A.J.Lowery,“Fibernonlinearitypre-andpost-compensationforlong-haulopticallinksusingOFDM,”Opt.Express15(20),12965–12970(2007).[36]LiangB.Y.DuandArthurJ.Lowery,“Pilot-basedXPMnonlinearitycompensatorforCO-OFDMsystems,”OPTICSEXPRESS,Vol.19,No.26,12December2011[37]B.Inan,S.Randel,S.L.Jansen,A.Lobato,S.Adhikari,andN.Hanik,“Pilot-tone-basednonlinearitycompensationforopticalOFDMsystems,”inEuropeanConferenceonOpticalCommunication(EUREL,2010),Tu.4.A.6.[38]A.Lobato,B.Inan,S.Adhikari,andS.L.Jansen,“OntheefficiencyofRF-Pilot-basednonlinearitycompensationforCO-OFDM,”inOpticalFiberCommunicationConference(OSA,LosAngeles,California,(2011),p.OThF2.[39]HongchunBaoandWilliamShieh,“TransmissionsimulationofcoherentopticalOFDMsignalsinWDMsystems,”OPTICSEXPRESS,VOI.15,No.8,APril2007,PP.4410一4418.[40]L.DuandA.Lowery,“FiberNonlinearityCompensationforCO-OFDMSystemswithPeriodiecDispersionMAPs,”in:Proe.OPticalFiberCommunicationConferenCe(OFC),2009,paperOTuol[41]A.J.Lowery,“FibernonlinearityPre-andPost-cornpensationforlong-haulOpticallinksusingOFDM,”OpticsExpress,VOL.15,2007,PP.12965-12970[42]X.LiuandR.W.TkaCh,“JointSPMCompensationforinlilne-Dispersion-Compensated112-Gb/sPDM-OFDMTransmission,”in:Proc.OpticalFiberCommunicationConference(OFC),2009,PaPerOTuO[43]C.Pare,A.Villeneuve,P.A.Belanger,andN.J.Doran,,“CompensatingforDispersionandthenonlinearKerreffectwithoutPhaseeonjugation,”OPt.Lett.vol.21,1996,PP.459-461[44]R.J.Essiambre,RJ.Winzer,W.X.Qing,W.Lee,C.A.White,andE.C.Burrows,“ElectronicPredistortionandfibernonlinearity,”IEEEPhoton.Technol.Lett.,vol.18,no.17,Sep.2006,PP.1804-1806.[45]HaishengRong,SimonAyotte,WalidMathlouthi,MarioPanieeia,“Mid-SpanDispersioncompensationviaopticalPhaseeonjugationinsiliconwaveguides,”OFC/NFOEC2008,OWP2[46]W.PiePe,C.Kurtzke,R.Sehnabel,D.BreuerR.Ludwig,K.petermannandH.GWeber,“Nonlinearity-insensitivestandard-fibretransmissionbasedonoptical-Phaseconjugationinasemiconduetor-laseramplifier,”ELECTRONICSLETTERS,Vol.30No.9,28thAPril1994.PP.724-726[47]]ShigekiWatanabe,GeorgeIshikawa,TakaNaito,andTerumiChikama,“GenerationofOpticalPhase-ConiugateWavesandCompensationforPulseShapeDistortioninaSingle-ModeFiber,”JOURNALOFLIGHTWAVETECHNOLOGY,Vol.12,NO.12,December1994,PP.2139-2146.[48]A.Chowdhury,S.Chandrasekhar,“CompensationofIntrachannelNonlinearitiesin40Gbit/sPseudolinearSystemsUsingOPtieal-PhaseConjugation,”JoumalofLightwaveTechnology,Vol.23,2005,PP.172-177.[49]S.L.Jansen,D.VandenBorne,B.Spinnler,S.Calabro,H.Suche,P.M.Krummrich,W.Sohler,G.D.Khoe,andH.DeWaardt,“OpticalPhaseConjugationforUltraLong-HaulPhase-Shift-KeyedTransmission,”JournalofLightwaveTechnology,Vol.24,2006,PP.54-64[50]ShivaKumarandLingLiu,“ReduetionofnonlinearPhasenoiseusingopticaPhaseconjugationinquasi-linearopticaltransmissionsystems,”OPTICSEXPRESS,Vol.15,No.5,5Mareh2007,PP.2166-2177[51]S.Chandra,A.VishnuVardhanan,R.Gangopadhyay,“SimultaneousDispersionandNonlinearityCompensationwithOPC-DRACombinationforamm-wave-Radio-over-fiberTransmissionSystem,”inProc.IEE&IEEEWOCN,Bangalore,India,Apr.2006.[52]T.Naito,T.Terahara,T.Chikama,andM.Suyama,“Four5-Gb/sWDMtransmissionover4760-kmstraight-lineusingpre-andpost-dispersioncompensationandFWMcrosstalkreduction,”inProc.OFC,1996,p.WM3.[53]B.Chaˆtelain,Y.Jiang,K.Roberts,X.Xu,J.Cartledge,andD.V.Plant,“ImpactofpulseshapingontheSPMtoleranceofelectronicallypre-compensated10.7Gb/sDPSKsystems,”inProc.OFC,2010,pp.1–3,OTuE6.[54]C.Xie,“WDMcoherentPDM-QPSKsystemswithandwithoutinlineopticaldispersioncompensation,”Opt.Express,vol.17,no.6,pp.4815–4823,Mar.2009.[55]T.Mizuochi,K.Ishida,T.Kobayashi,J.Abe,K.Kinjo,K.Motoshima,andK.Kasahara,“AcomparativestudyofDPSKandOOKWDMtransmissionovertransoceanicdistancesandtheirperformancedegradationsduetononlinearphasenoise,”J.Lightw.Technol.,vol.21,no.9,pp.1933–1943,Sep.2003.[56]O.Kuzucu,Y.Okawachi,R.Salem,M.A.Foster,A.C.Turner-Foster,M.Lipson,andA.L.Gaeta,“Spectralphaseconjugationviatemporalimaging,”Opt.Express,vol.17,no.22,pp.20605–20614,Oct.2009.[57]X.Liu,X.Wei,R.E.Slusher,andC.J.McKinstrie,“Improvingtransmissionperformanceindifferentialphase-shiftkeyedsystemsbyuseoflumpednonlinearphase-shiftcompensation,”Opt.Lett.,vol.27,no.18,pp.1616–1618,Sep.2002.[58]C.XuandX.Liu,“Postnonlinearitycompensationwithdata-drivenphasemodulatorsinphase-shiftkeyingtransmission,”Opt.Lett.,vol.27,no.18,pp.1619–1621,Sep.2002.[59]K.Kikuchi,“Electronicpost-compensationfornonlinearphasefluctuationsina1000-km20-Gb/sopticalquadraturephase-shiftkeyingtransmissionsystemusingthedigitalcoherentreceiver,”Opt.Express,vol.16,no.2,pp.889–896,Jan.2008.[60]T.Pfau,S.Hoffmann,O.Adamczyk,R.Peveling,V.Herath,M.Porrmann,andR.Noe′,“Coherentopticalcommunication:Towardsrealtimesystemsat40Gb/sandbeyond,”Opt.Express,vol.16,no.2,pp.866–872,Jan.2008.[61]S.J.Savory,G.Gavioli,E.Torrengo,andP.Poggiolini,“Impactofinterchannelnonlinearitiesonasplit-stepintrachannelnonlinearequalizer,”IEEEPhoton.Technol.Lett.,vol.22,no.10,pp.673–675,May2010.[62]L.Du,B.Schmidt,andA.Lowery,“EfficientdigitalbackpropagationforPDM-CO-OFDMopticaltransmis
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 吊装技术分享课件
- 枣庄数学试题及答案
- 2026年养老产业政策解读报告及市场前景预测
- 2026年环保产业服务商转型升级策略分析报告
- 2026年农业现代化发展季度评估报告
- 2026年烟气分析仪行业创新研发报告
- 2026年能源行业风能利用创新报告
- 2026年白炭黑项目评估报告
- 阿克苏市中国银行2026年秋招笔试综合模拟题库(含答案)
- 2026年初级助理社工师资格考试社会工作实务(初级)冲刺模拟考试卷及答案(十九)
- 无人机地形测绘作业方案
- 2026中国睡眠医学中心建设现状及市场需求调研报告
- 2026秋小学湘美版美术五年级上册(新教材)教学计划含教学进度表
- GB/T 48023-2026数据中心冷板式液冷系统技术规范
- 2026年入党积极分子预备党员考试题库(含答案)
- 2026年反洗钱考试题库及答案
- 五人制足球场施工方案
- 2026年泰州市中考语文试题及解析
- 2026年初级快递从业资格考试及答案解析
- 2025年广西出版传媒集团有限公司招聘164人笔试参考题库附带答案详解
- 经侦对银行授课课件
评论
0/150
提交评论